每日java基础 - 单例模式

目录

一、单例模式的定义和理解

1、1单例模式及其单线程环境下的经典实现

1、介绍一下类图

2、单线程下单例模式的两种实现方式

1、2 多线程下的单例模式

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一、单例模式的定义和理解

定义：某个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。（类  -- 一个实例 -- 一个全局访问点）

类型：创建型模式

理解：

整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息，显然，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

　　特别地，在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。事实上，这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。例如，每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个 Printer Spooler (单例) ，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。再比如，每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中(单例) 管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态。

　　综上所述，单例模式就是为确保一个类只有一个实例，并为整个系统提供一个全局访问点的一种方法。

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使用场景:

当系统中只需要一个实例对象或者系统中只允许一个公共访问点，除了这个公共访问点外，不能通过其他访问点访问该实例时，可以使用单例模式。

• 有状态的工具类对象；
• 频繁访问数据库或文件的对象；

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优缺点

• 节约系统资源、提高了系统效率，同时也能够严格控制客户对它的访问。
• 也许就是因为系统中只有一个实例，这样就导致了单例类的职责过重，违背了“单一职责原则”，同时也没有抽象类，所以扩展起来有一定的困难。

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单例模式的注意事项

• 在使用单例模式时，我们必须使用单例类提供的公有工厂方法得到单例对象，而不应该使用反射来创建，否则将会实例化一个新对象。
• 此外，在多线程环境下使用单例模式时，应特别注意线程安全问题。

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1、1单例模式及其单线程环境下的经典实现

1、介绍一下类图

• 类图三部分，依次是类名、属性、方法；
• <<……>>中的信息为注释信息；
• 修饰符

修饰符	类图中的符号
private	-
protected	#
public	+
包可见	啥都没有

• 带下划线的属性或方法代表是静态的。

 

单例模式的类图如下，这表明单例模式的类具有三个属性：

• 私有的构造方法;
• 指向自己实例的私有静态引用（-Singleton singleton）；
• 以自己实例为返回值的公有静态方法（+Singleton getInstance()）（一个全局访问点）。

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2、单线程下单例模式的两种实现方式

理解概念：在 类加载 中的 立即加载  和 延迟加载

• 立即加载：在类加载初始化的时候主动创建实例；（一开始就有危机意识）
• 延迟加载：等到真正使用的时候才去创建实例，不用时不去主动创建。（火烧眉毛了才动）

基于这两种不同的理念，在单线程下，单利模式也就有两种相应的实现方式：

• 饿汉单例 （基于立即加载）：在单例类被加载时候，就实例化一个对象，并将其交给自己的引用；
• 懒汉单例 （基于延迟加载）：只有在真正使用的时候才会实例化一个对象并交给自己的引用。

从速度和反应时间角度来讲，饿汉式（又称立即加载）要好一些；从资源利用效率上说，懒汉式（又称延迟加载）要好一些。

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饿汉单利模式如下：

/ 饿汉单例（立即加载）
public class Singleton1 {

    // 指向自己实例的私有静态引用，主动创建
    private static Singleton1 singleton1 = new Singleton1();

    // 私有的构造方法
    private Singleton1(){}

    // 以自己实例为返回值的静态的公有方法，静态工厂方法
    public static Singleton1 getSingleton1(){
        return singleton1;
    }
}

类加载的方式是按需加载，且加载一次。因此，在上述单例类被加载时，就会实例化一个对象并交给自己的引用，供系统使用；而且，由于这个类在整个生命周期中只会被加载一次，因此只会创建一个实例，即能够充分保证单例。

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懒汉单例模式如下：

// 懒汉式单例
public class Singleton2 {

    // 指向自己实例的私有静态引用
    private static Singleton2 singleton2;

    // 私有构造方法
    private Singleton2(){}

    // 以自己实例为返回值的静态公有方法，静态工厂方法
    public static Singleton2 getSingleton2(){
        // 被动创建，在真正需要使用时才去创建
        if (singleton2 == null) {
            singleton2 = new Singleton2();
        }
        return singleton2;
    }
}

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1、2 多线程下的单例模式

参考：彻头彻尾理解单例模式与多线程